电控悬架系统的结构控制原理与检修
[摘 要] 电子技术与汽车技术的结合形成了一门新技术——汽车电子技术，随着汽车电子技术的日趋完善，时至今日，汽车电子化已达到相当高的程度。汽车电子技术已成为一个国家汽车工业发展的标志。本篇论文不仅对应用广泛的电子控制悬架系统的原理进行了系统阐述，而且对其诊断与检测也作了详细的介绍。
[关键词] 电子控制悬架系统 传感器 电控空气悬架系统电子控制模块 电控空气悬架系统执行器 诊断与检测
一、电子控制悬架系统概述
悬架是连接车身和车轮之间一切传力装置的总称。当汽车在不同的路面上行驶时，由于悬架系统实现了车身和车轮之间的弹性支撑，有效地降低了车身与车轮的振动，从而改变了汽车行驶的平顺性和操纵稳定性。同时，它也引起在汽车起步、制动、转向时车身的俯仰、点头和侧倾等现象，影响汽车的平顺性和操纵稳定性。
传统的汽车悬架是不可调整的，在行车中车身高度的变化取决于弹簧的变形。因此就自然存在了一种现象，当汽车空载和满载的时候，车身的离地间隙是不一样的。尤其是一些轿车采用比较柔软的螺旋弹簧，满载后弹簧的变形行程会比较大，导致汽车空载和满载的时候离地间隙相差有几十毫米，使汽车的通过性受到影响，而且这种悬架只能被动地承受地面对车身的各种作用力，无法对各种情况进行主动地调节，使操纵性和乘坐舒适性达到和谐。所以，一般称传统悬架系统为被动悬架系统。
为解决被动悬架的不足，国外在20世纪60年代就提出了主动悬架的概念。所谓主动悬架，是在悬架系统中采用有源或无源控制元件组成一个闭环控制系统，根据车辆的运动状况和路面状况主动做出反应，以抑制车身的振动和摆动，使悬架始终处于最佳的减振状态。
（一）电子控制悬架系统的功能
汽车电控悬架系统的作用是根据悬架的位移、车速、转向及制动等传感器信号，由电控单元处理后，控制电磁式或步进电动机式执行元件，实施悬架刚度与车身高度的自动调节，从而提高汽车的乘坐舒适性和操纵稳定性。
①抗侧倾。当汽车转向时由于离心力的作用，使车身向外侧倾斜。此时，电控单元根据转向传感器输出转弯方向和转向角度的信号、车速传感器输出车速信号，通过执行元件使弹簧刚度或减震器阻尼力转换到较高的值，从而抵抗车身侧倾。
②抗后坐前仰。当汽车加速或减速行驶时，由于惯性力的作用，车身将后坐前仰。此时悬架电控单元通过与发动机和自动变速器电控单元之间的联系，检测到节气门的开启角度和开启速度以及制动力的大小。电控单元通过执行元件将弹簧刚度和减震器阻尼力调较高的值，从而抵抗车身后坐前仰。
③提高高速行驶时的稳定性。当汽车高速行驶时，一旦车速超过设定值(例如110km / h )时，悬架电控单元便会使悬架的刚度变大、减震器的阻尼力变小，从而提高了高速行驶时的操纵稳定性。
④提高对路面的适应性。当汽车在颠簸路面上行驶时，悬架电控单元根据车身高度传感器信号变化的速率，对悬架的刚度和减震器的阻尼力进行控制，以使刚度和阻尼力随路面的变化而进行或大、或小的变化，以抑制车身的颠簸、跳动等，从而有效地提高对路面的适应性和乘员的舒适性。
⑤自动控制车身高度。电子控制悬架系统会根据车载质量、车速及路面的变化，自动调整悬架的刚度及车身高度。
⑥停车车身高度控制。当停车时断开点火开关以后，如果车身高度高于或低于正常值，则悬架电控单元根据点火开关信号和车身高度传感器输送来的信号，将车身调整至正常高度，或者比正常高度高出30^- 50mm，保证停车时汽车的最适宜
（二）电子控制悬架系统的基本组成
主动悬架的电控系统基本组成见图1-1。传感器将汽车行驶的路面情况（汽车的振动）和车速及启动、加速、转向、制动等工况转变为电信号，输送给电子控制器，控制器将传感器送入的电信号进行综合处理，输出对悬架的刚度和阻尼及车身高度进行调节的控制信号。
执行机构按照电子控制器的控制信号，准确地动作，及时地调节悬架的刚度和阻尼系数及车身的高度。
目 录
一、电子控制悬架系统概述•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••2
（一）电子控制悬架系统的功能•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••2
（二）电子控制悬架系统的基本组成•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••3
（三）电子控制悬架系统的分类•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••3
二、电子控制悬架系统的结构与工作原理•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••3
（一）半主动电控悬架系统的结构与工作原理•••••••••••••••••••••••••••••••••••••4
（二）主动电控悬架系统的结构与工作原理•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••5
三、电子控制悬架系统的传感器•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••7
（一）车身高度传感器•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••7
（二）方向盘转角传感器••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••10
（三）车速传感器•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••11
（四）节气门位置传感器••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••11
（五）门控灯开关••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••11
（六）制动信号••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••11
（七）悬架控制开关••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••11
四、电子控制悬架系统主要部件的结构••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••12
（一）悬架阻尼调节装置••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••13
（二）空气悬架刚度调节装置••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••14
（三）车身高度控制装置••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••14
五、典型汽车电子悬架系统介绍••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••14
（一）LEXUS LS400系统操作功能•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••15
（二）系统操作••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••15
（三）系统组成及工作原理••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••16
六、典型电子控制悬架系统故障诊断与检测••••••••••••••••••••••••••••••••••••••16
（一）LEXUS LS400 电控悬架系统的一般性检查•••••••••••••••••••••••••••••••••••16
（二）LEXUS LS400的故障自诊断系统••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••17
（三）实例分析LEXUS LS400高度控制失效•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••17
（四）LEXUS LS400常见故障分析••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••18
总结•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••20
参考文献•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••22
外文翻译•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••23
参 考 文 献
[1] 姚焕新．汽车底盘电控系统检修[M]．人民邮电出版社，2009．
[2] 段兴华．汽车电控系统故障诊断实训[M]．北京理工大学出版社，2008，
[3] 王遂双．汽车电子控制系统的原理与检修[M]．北京理工大学出版社，2004，
[4] 陈善华. 可切换半主动悬架控制策略的研究[D]. 长春吉林工业大学1998.
[5] 余强 郑慕侨.汽车悬架控制技术的发展[J].汽车技术1994991~6.
[6] 刘少军. 汽车主动控制电控悬架发展[J].汽车技术199631~4.
[7] 俞凡. 主动悬架控制研究[D].长春吉林工业大学1999.
